DE68926589T2

DE68926589T2 - Prüfgerät

Info

Publication number: DE68926589T2
Application number: DE68926589T
Authority: DE
Inventors: Toru Johodenshikenkyusho Ogino
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH01250016A; EP0335380A3; EP0335380B1; EP0335380A2; JP2705087B2; US5109380A; DE68926589D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Testgerät, das beispielsweise zum Test der Funktion und der Arbeitsweise einer künstlichen Satellitenstation durch die Bodenüberwachung eingesetzt werden kann.
Es ist allgemein bekannt, daß ein konventionelles Testgerät für eine künstliche Satellitenstation, wie sie beispielsweise in dem Artikel "ETS-1; 155 Chekkout Apparatus" in Mitsubishi Denki Gihoo (Mitsubishi Electric Technical Periodical) Band 47, Nr. 3, 1973 beschrieben ist, normalerweise, wie in Figur 12 gezeigt, Untersystem-Testeinheiten zur Überprüfung der Untersysteme einzeln nacheinander einer Satellitenstation und eine Datenverarbeitungseinheit zur Datenverarbeitung aus diesen Untersystem-Testeinheiten umfaßt. Diese Zeichnung zeigt diagrammartig eine künstliche Satellitenstation mit der Bezugsnummer 1, die vom Boden aus in bezug ihrer Funktion und Arbeitsweise überprüft wird; eine Serie von Untersystem-Testeinheiten 2 zur Überprüfung jeder dieser Untersysteme, welche in der Satellitenstation folgende Gegenstände umfaßt, z.B. die Energiequelle zur Versorgung jedes Untersystems mit elektrischer Energie, die Kontroll-Untersysteme für die Regelung der Lage und/oder der Umlaufbahn des Satelliten usw. und eine Datenverarbeitungseinheit 3.
Im speziellen ist jede der Untersystem-Testeinheiten 2 ausgelegt, um einen Test vom Boden aus durchzuführen, ob die Untersysteme der Satellitenstation für das Energieversorgungssystem das Telemetrie/Befehlssystem, das Lage-Umlaufbahn-Kontrollsystem, das Triebwerkssystem, das Wärme-Kontrollsystem u.a. auf ihre korrekte Auslegung der Arbeitsweise überprüft.
Während des Funktionstests z.B. wird in einem Testuntersystem für die Lage- und Umlaufbahnkontrolle ein Test durchgeführt, um sicherzustellen, daß die konstruktiv vorgesehene Fähigkeit zur Lagekontrolle einwandfrei arbeitet durch Tests an solchen Elementen, wie beispielsweise den Lageermittlungssensor, die elektrischen Regelkreise zur Lagebestimmung, Antriebsmechanismen zur Lageregelung usw. In ähnlicher Weise wird während des Funktionstests ein Test durchgeführt, um die Genauigkeit der Lageregelung und Geschwindigkeitsregelung innerhalb der Auslegungsparameter zu überprüfen.
Der gesamte Datenausgang des Tests eines jeden Untersystems wird dann der Datenverabeitungseinheit 3 zugeführt. Diese Datenverarbeitungseinheit 3 beinhaltet Testdaten-Verarbeitungsmittel auf der Basis geeigneter Software, die speziell angepaßt ist, die Datenverarbeitung und/oder die Ausgabe der Testdaten vorzunehmen. Die Ausgabe der vom laufenden Test erhaltenen Daten beispielsweise des Untersystems, für die Lage und Umlaufbahnregelung sowie analoge Daten einschließlich Spannungswerte, die die Datenausgabe des Lageermittlungs-Sensors bezeichnen, und elektrische Strom- und Spannungswerte an vielen Punkten elektrischer Schaltkreise usw. werden zusammen mit binären digitalen Daten, die den momentanen Ein/Aus-Status eines jeden Schalters, binäre digitale Daten der Umdrehungszahlen und damit die momentane Kontrolle der Geschwindigkeit bezeichnen, und ähnliches in die oben erwähnte Datenverarbeitungsanlage 3 eingegeben, in der dann die Daten einer Bearbeitung und/oder Ausgabe unterzogen werden, wie oben erwähnt. Im allgemeinen kann die Datenverarbeitungsanlage 3 ein allgemeiner dem Zweck angepaßter Großcomputer oder Minicomputer sein, und die gesamte Datenausgabe dieser Einheit kann weiter verarbeitet und/oder ausgegeben werden in binärer digitaler Darstellung.
Speziell ist die vorgesehene Datenverarbeitungseinheit 3 so beschaffen, daß für die Datenverarbeitung und/oder Ausgabe prinzipiell binäre Daten in dezimale Einheiten umgewandelt werden, je nach Konstruktion dieser Einheiten, verschiedene Daten, die an bestimmten Punkten gleichzeitig erfaßt werden, werden klassifiziert, um sie in Tabellen darzustellen, und der Verlauf der Daten in Abhängigkeit von variablen Werten wird ausgegeben, um sie in graphischen Darstellungen zu repräsentieren. Wenn solche Daten verarbeitet und/oder in dieser Weise ausgegeben worden sind, können sie auch durch einen Drucker oder eine Kathodenstrahlröhre (CRT) zur visuellen Darstellung ausgegeben werden.
Mit solchen auf diese Weise zur Verfügung gestellten Daten können Spezialisten auf dem Gebiet künstlicher Satelliten umgehend eine Diagnoseübersicht der so aufbereiteten aus den Tests erhaltenen Daten durchführen. Diese Diagnoseübersicht der Testdaten gestattet eine Entscheidung zu treffen, ob die Funktion und Arbeitsweise eines jeden der funktionellen Untersysteme in der künstlichen Satellitenstation in guter Übereinstimmung mit der Gesamtauslegung ist, und daß die angepaßten Auslegungsdaten als Kriterium für diese Bestimmung herangezogen werden. Zusätzlich kann, wenn die Testdaten die Erfordernisse der Systemauslegung nicht befriedigen, eine Vorhersage getroffen werden, welches Teil des Untersystems defekt ist unter Einbezug vorausgegangener Ereignisse und/oder des dazu relevanten technischen Wissens.
Herkömmliche Testgeräte für künstliche Satellitenstationen sind generell in der oben erwähnten Weise konstruiert und die Diagnoseübersicht der Testdaten aus einem jeden Untersystem des Satelliten wird in der Praxis durch Personen durchgeführt.
Ein erster Schritt, die Diagnose der Testdaten eines künstlichen Satelliten zu automatisieren, wurde in der JP 62-67668 unternommen, die eine Testvorrichtung offenbart, bestehend aus einem herkömmlichen Testgerät, wie oben erwähnt, und zusätzlich einer Datendiagnoseeinrichtung, die mit den Verarbeitungsvorrichtungen verbunden ist. Kriterien für die Testdaten- Diagnose, die als Regeln durch den Wissensdatenbankteil der Diagnoseeinrichtung festgesetzt sind, ergeben eine Datenbank mit einem Satz von Regeln. Weiter überprüft dann der Schlußfolgerungs-Funktionsteil das Diagnoseergebnis der Testdaten anhand der Regeln in dem Datenbankteil.
Es ist geläufige Praxis für Ingenieure oder Konstrukteure künstlicher Satellitenstationen, einen Kompromiß zu treffen in bezug auf die Zuordnung der Funktionen oder die Arbeitsweise auf der Konstruktions- oder Ingenieursebene, wie zwischen den Funktionen und der für ein Untersystem wesentlichen Arbeitsweise, das in dem Gesamtsystem integriert ist, und eine Konstruktion, die in ausreichendem Maße praktisch eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck werden funktionale Blockdiagramme bereitgestellt. So ist es üblich gewesen, einen Kompromiß dieses Typs zu treffen unter Einbezug der verschiedenen Konstruktionsarten, die im ursprünglichen Entwurf benutzt werden, Vorrichtungen zur Bereitstellung der notwendigen funktionalen Blockdiagramme, die jedoch nicht mit üblicher Software in dem Entwurfsystem integriert waren. In diesem Zusammenhang sind alle Schritte der Überarbeitung der Entwurfs- und Ingenieurphasen, die eine Reexaminierung der Ergebnisse des Einbezugs bestimmter Konstruktionen und der Identifizierung ungeeigneter notwendigerweise zu verbessernder Merkmale sind, dem betreffenden Personal überlassen worden; es waren auch keine Vorrichtungen in dem konventionellen Testgerät vorhanden, die solche Entwurfsüberarbeitungen mit Hilfe von Software gestattet hätten mit dem Ziel, auf menschliches Zutun zu verzichten. Da im besonderen keine Vorrichtungen vorgesehen waren, die den Gebrauch solcher Software, der sogenannten "Fehlerart und Betriebsanalyse", durchzuführen in der Lage gewesen wären und die bereits bei der Konstruktion hätten berücksichtigt werden müssen, mußten diese Schritte von Menschen durchgeführt werden, was natürlich bedeutet, daß ein effizienter Gebrauch der Entwurfsdaten nicht sichergestellt werden konnte.
Der Entwurf einer herkömmlichen Testapparatur für künstliche Satelliten mit der oben erwähnten Konstruktion erfordert die diagnostische Überarbeitung einer riesigen Menge von Testdaten durch Personen, was zur Folge hatte, daß eine Vielzahl von Spezialisten auf dem Gebiet künstlicher Satelliten für solche Diagnosearbeiten eingesetzt waren. In Konsequenz war es ein signifikantes Problem aufgrund der Tatsache, daß man Stunden an die diagnostische Überarbeitung einer solch riesigen Menge von Testdaten gebunden war, und es für die Spezialisten wesentlicher Zeit bedurfte, diese Aufgabe durchzuführen im Vergleich mit der Fertigstellung der originalen Entwurfszeichnungen, Entwurfs- und Ingenieurdaten. Die Bestimmung, ob die Testdaten zufriedenstellend, die Vorhersage der Lage irgendeines möglicherweise defekten Teiles im System und die Durchführung ähnlicher Arbeit, erforderte den Einsatz vieler Mann und Stunden. Darüber hinaus ist, daß solche Entwurfs- und Testarbeit operativ nicht koordiniert gewesen war, unterschiedliche Aufgaben durch verschiedene Abteilungen der Organisation durchgeführt wurden, entstand ein erhebliches Problem dadurch, daß Entwurfsergebnisse für Testoperationen nicht vollständig zur Verfügung standen.
Die gegenwärtige Erfindung ist im wesentlichen darauf gerichtet, eine gebrauchstüchtige Lösung für die oben erwähnten unvermeidlichen Probleme zur Verfügung zu stellen. Diese wird erreicht, indem eine Datendiagnoseeinheit operativ mit einer Datenverarbeitungseinheit verbunden wird, und in einem Versuch, die Entwurfsüberarbeitungsaufgaben zu reduzieren und zu automatisieren, und durch vollen Einbezug der im Entwurfsstadium angesammelten Entwurfsdaten in die nachfolgenden Testoperationen und durch Automatisierung der erhaltenen Testdaten für die Diagnose, so daß hierdurch die Zahl der durchzuführenden Schritte bei den Testoperationen vermindert wird und die erforderliche Zeit für den Testlauf reduziert wird.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Testgerät zum Test der Funktion und Arbeitsweise einer künstlichen Satellitenstation mit Bodenbestätigung vorgesehen, die aus einer Datendiagnoseeinheit besteht, die in Kombination mit konventionellen Datenverarbeitungsmitteln arbeitet, vier Mittel als Software, um eine Vielzahl von Auslegungsdaten zu verarbeiten, die von dem originalen Auslegeentwurf stammen; das sind im einzelnen eine Systemorganisations-Kompromiß-Vorrichtung, eine Listenvorbereitungs-Einrichtung für die Fehlerart und Wirkungsanalyse, eine Entwurfsüberarbeitungsvorrichtung und eine Vorbereitungsvorrichtung für die Diagnoseregeln.
Weiter sind Softwaremittel in der Datendiagnoseeinheit inbegriffen, um die Testwerte zu diagnostizieren. Dieses "Diagnoseexpertensystem", eine übliche Bezeichnung auf dem Gebiet der Wissens-Ingenieurtechnik, und künstlichen Intelligenzsystemen, wird hier als Diagnosevorrichtung bezeichnet und umfaßt einen Wissens-Datenbankabschnitt und einen Inference-Funktionsabschnitt (Schlußfolgerungsabschnitt). In dem Wissens-Datenbankabschnitt ist eine Referenz zur Entscheidungsfindung in Verbindung mit der Diagnose der Testdaten inbegriffen, die in Form einer Regel in der Datenbank eingefügt ist und die die Auslegungswerte der ursprünglichen Konstruktion als Referenzwerte heranzieht. Der Inference-Funktionsabschnitt (Schlußfolgerungsabschnitt) ist ein Algorithmus zur Schlußfolgerung eines Ergebnisses gemäß eines sogenannten Syllogismus o.ä., das in dem System der Softwarevorrichtung beinhaltet ist und das zur Schlußfolgerung des Diagnoseergebnisses herangezogen wird mit Hilfe eines Aggregates von "wenn..,dann.."-Regeln.
Die Datendiagnoseeinheit, wie oben angeführt, kann eine sogenannte "Inferenzmaschine" (Schlußfolgerungsmaschine) sein, die in der Lage ist, mit hoher Geschwindigkeit ein Softwareprogramm abzuarbeiten, das in einer "künstlichen Intelligenzsprache" geschrieben ist, wie beispielsweise Lisp oder Prolog. Bekannte Schlußfolgerungsmaschinen schließen beispielsweise seriell arbeitende Inferenzmaschinen (Schlußfolgerungsmaschinen) ein, wie sie bereits auf dem Markt und in praktischer Anwendung in Japan sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Organisationskompromiß-Systemvorrichtung in der Datendiagnoseeinheit installiert, die eine Kompromißprozedur in der Praxis durchführen kann in Verbindung mit einer System- oder Untersystem-Konstruktion mit der erforderlichen Spezifizierung. Dies erlaubt funktionale Blockdiagramme in Verbindung mit einer vorgegebenen Entwurfszeichnung zu erhalten.
Gemäß einem auf diese Weise erhaltenen funktionalen Blockdiagramm ist es dann sogar im Rahmen der Möglichkeit vorab zu analysieren und Gegenmaßnahmen zu ergreifen gegen irgendwelche möglichen Fehlerarten einer künstlichen Satellitenstation bereits in der Systementwurfsphase, indem die Fehlerart und Wirkungsanalyse-Listenvorbereitungsvorrichtung eingesetzt wird. Bei der Benutzung der Entwurfsüberarbeitungsvorrichtung ist es auch möglich, die Ergebnisse des Systementwurfs nachträglich zu bewerten, Fehler im Entwurf aufzufinden und entsprechend solche Defekte zu korrigieren.
Zusätzlich ist es praktisch, gemäß den so erhaltenen Resultaten der Analyse eine passende Diagnoseregel zu erstellen (die benutzten Kriterien zur Entscheidungsfindung in der Diagnose der ausgegebenen Testwerte wird als Regel erstellt), wobei die Analyseergebnisse, die aus der ursprünglichen Entwurfsphase des Systems erhalten wurden, wirkungsvoll in der Diagnose während der Testoperation benutzt werden können. Mit dem Einsatz einer gebrauchstüchtigen Diagnosevorrichtung, die einen Wissens-Datenbank-Abschnitt umfaßt, mit der Regel zur Diagnose der Testausgabewerte und eines Inferenz-Funktionsabschnitts (Schlußfolgerungs- Funktionsabschnitt) ist es möglich, in der Praxis die Diagnose der Testausgabewerte zu automatisieren, und mit einer speziellen Datendiagnoseeinheit in operativer Verbindung ist es weiter möglich, eine High- Speed-Datendiagnose des Tests zu verwirklichen und die Testperiode abzukürzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein gebrauchstüchtiges System in operativer Verbindung mit einer Datendiagnoseeinheit mit einer herkömmlichen Datenverarbeitungseinheit umfaßt und so eine direkte Kupplung der Entwurfs- und der Testarbeit bewirkt, so daß sie dann miteinander koordiniert werden können, in der Form, daß die Entwurfsdaten des originalen Entwurfssystems wirkungsvoll während der Testoperation benutzt werden und die Arbeit der Diagnostizierung der Testdaten durch eine Maschine verrichtet wird. Demzufolge ist eine substantielle Reduzierung des Umfangs der Arbeit aufgrund der Automatisation der Entwurfsarbeit und der Entwurfsüberarbeitung zu verzeichnen, wobei diese Arbeit mit relativ hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der nachstehend detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung, die die allgemeine Konstruktion der vorliegenden Erfindung in Form einer bevorzugten Ausgestaltung darstellt;
Fig. 2 eine Diagrammdarstellung, die die zu integrierende Software als Mittel eines Bearbeitungsablaufs (Flußdiagramm) zeigt, was wieder anhand einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung geschieht;
Fig. 3 eine schematische Darstellung, die typische strukturelle Einheiten einer künstlichen Satellitenstation zeigt;
Fig. 4 eine schematische Darstellung, die allgemein die Programmkonstruktion einer Systemorganisationskompromiß-Vorrichtung zeigt, wie sie in der Systemorganisation Verwendung findet;
Fig. 5 eine schematische Darstellung, die ein Beispiel eines funktionalen Blockdiagramms zeigt, das durch eine Systemorganisationskompromiß-Vorrichtung in der Systemorganisation erstellt wird;
Fig. 6 eine erläuternde Diagrammdarstellung, die ein Formatbeispiel für die FMEA-Liste zeigt, die durch die Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenerstellungsvorrichtung wie in Figur 2 erstellt wird;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenerstellungsvorrichtung aufzeigt wie in Figur 6;
Fig. 8 eine Tabellendarstellung, die die Verbindung zwischen der Diagnoseregel erklärt, die von der Diagnoseregel-Erstellungseinrichtung in Figur 2 erstellt wird, und der FMEA-Liste der Figuren 6 und 7;
Fig. 9 ein Diagramm, das die Wirkungsweise der Diagnoseregel-Erstellungseinrichtung erklärt gemäß Figur 8;
Fig. 10 eine schematische Tabellendarstellung, die die Wissensdatenbank der Figur 2 erklärt;
Fig. 11 ein Flußdiagramm, das die Serie von Verarbeitungsoperationen einer Mehrzahl von Vorrichtungen in der Datendiagnoseeinheit zeigt, und
Fig. 12 eine ähnliche schematische Darstellung, die die allgemeine Konstruktion eines konventionellen Testgerätes für künstliche Satelliten zeigt.
Fig. 1 zeigt die generelle Konstruktion der Hardware in bevorzugter Ausführung der vorliegenden Erfindung, in der die Bezugsziffern 1 bis 3 dieselben Komponenten bezeichnen, wie sie in bezug auf die konventionelle Konstruktion erklärt wurden; das sind eine künstliche Satellitenstation 1, Untersystemtesteinheiten 2 und eine Datenverarbeitungseinheit 3. Zusätzlich zu diesen ist eine Datendiagnoseeinheit mit 4 bezeichnet, vorgesehen, die operativ mit der Datenprozeßeinheit 3 verbunden ist. In die Datenverarbeitungseinheit 3 und in die Datendiagnoseeinheit 4 ist Software integriert in Form operativer Mittel für die Durchführung jeder Verarbeitung gemäß ihren Algorithmen. In Figur 2 ist eine Softwarekonstruktion dargestellt, die in die Datenprozeßeinheit 3 und in die Datendiagnoseeinheit 4 eingebaut ist. Diese Zeichnung zeigt eine Test-Datenverarbeitungsvorrichtung 5, die in die Datenprozeßeinheit 3 eingebaut ist, d.h. diese Vorrichtungen sind dieselben wie bei konventionellen Vorrichtungen.
Weiter werden eine Komponenten-Kompromiß-Vorrichtung 6, eine Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenerstellungsvorrichtung 7, eine Entwurfsüberarbeitungsvorrichtung 8, eine Diagnoseregel-Erstellungseinrichtung 9 und eine Diagnosevorrichtung 10 als in die Datendiagnoseeinheit 4 eingebaute Software gezeigt. Die Entwurfsüberarbeitungsvorrichtung 8 umfassen einen Lernabschnitt 11, einen Wissensdatenbankabschnitt 12 und einen Inferenz-Abschnitt 13 (Schlußfolgerungs-Abschnitt), und die Diagnosevorrichtungen 10 umfassen einen Wissensdatenbankabschnitt 14 und einen Inferenz-Funktionsabschnitt 15 (Schlußfolgerungs-Funktionsabschnitt).
In einem künstlichen Satellitenstationssystem, wie es in der vorstehenden Art konstruiert ist, werden vom Satelliten Testwerte in die Datenprozeßeinheit 3 mittels den Untersystem-Testeinheiten 2 eingegeben, wo sie dann verarbeitet und/oder durch die Test-Datenverarbeitungseinheit 5 bedarfsweise ausgegeben werden. Die Art der Verarbeitung in diesem Abschnitt ist identisch, wie sie in einer konventionellen Einheit durchgeführt wird.
Die auf diese Weise verarbeiteten und/oder ausgegebenen Testdaten durch die Test-Datenverarbeitungseinheit 5 werden in die Datendiagnoseeinheit 4 eingespeist, wo sie einer Diagnose durch die Diagnosevorrichtungen 10 unterworfen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine spezielle erfinderische Ausgestaltung vorgesehen, die die angesammelten Entwurfsdaten des originalen Systementwurfs in Verbindung mit der Testdaten-Diagnose der Diagnosevorrichtungen 10 wirkungsvoll benutzt. In spezieller Weise sind bestimmte Softwaremittel in einer solchen Art angeordnet, daß, ehe eine Testdatendiagnose der vorstehenden Art durchgeführt wird, d.h. wenn der originale Systementwurf durchgeführt wird, die Systemorganisations-Kompromißeinheiten 6, die Fehlerart- und Wirkungsanalyse-Listenausgabemittel 7, die Entwurfs-Überarbeitungsvorrichtungen 8 und die Diagnoseregel-Erstellungseinrichtungen 9 nacheinander abgearbeitet werden, um so die erhaltenen ursprünglichen Entwurfsdaten in der Diagnose der Testdaten anzuwenden gestatten.
Eine detailliertere Erklärung der Softwaremittel wird nun vorgetragen.
Es ist bekannt, daß im allgemeinen eine künstliche Satellitenstation aus einer Vielzahl von kleinen Komponenteneinheiten, als Teile 21 bezeichnet, wie typisch in Figur 3 gezeigt, besteht. Diese Komponenteneinheiten werden in einer bestimmten Funktionseinheit zu Gruppen zusammengefaßt und als Komponente 22 bezeichnet, die ihrerseits in Einheiten mit unterschiedlichen Funktionen gruppiert werden. Jede Einheit wird als Untersystem 23 bezeichnet; alle zusammen umfassen ein System, um eine künstliche Satellitenstation 24 zu bilden.
Üblicherweise werden in der Erläuterung der Entwurfserstellung einer künstlichen Satellitenstation die folgenden drei organisatorischen Elemente einer Satellitenstation wie folgt klassifiziert:
1. ein System oder ein Untersystem (System/Untersystem);
2. eine Komponente, und
3. ein Teil.
Wenn diese Klassifikation in der Praxis, um die konstruktiven Elemente eines künstlichen Satelliten zu benennen, angewendet wird, entspricht "System" dem gesamten künstlichen Satelliten, und "Untersystem" entspricht einem Energieversorgungs-Untersystem, einem Telemetrie/Befehlsuntersystem, einem Lage- und/oder Umlaufbahnregel-Untersystem, einem Vortriebs-Untersystem (Gasstrahl) oder einem Wärmeüberwachungsuntersystem etc. Weiter entspricht "Komponente" einem Lageerkennungssensor, einem elektronischen Regelschaltkreis etc., z.B. das Lage- und/oder Umlaufregel-Uuntersystem, und "Teil" entspricht einem Widerstand, einem Kondensator, einem integrierten Schaltkreis oder ähnlichem.
Bei der Erstellung der Konstruktion für die Systeme bzw. Untersysteme eines Satelliten ist es normalerweise notwendig, bestimmte Kompromisse zwischen den wesentlichen Spezifikationen der Funktion und Arbeitsweise und der praktischen Konstruktion im Sinne des Entwurfs und der ingenieurmäßigen Auslegung solcher Systeme/Untersysteme zu machen, die dann erlauben, Entscheidungen in Übereinstimmung mit bestimmten Bewertungen und Erfordernissen der Spezifizierung in der Praxis durchzuführen. Wegen dieser Notwendigkeit des Kompromisses in Verbindung mit dem Entwurf und der ingenieurmäßigen Auslegung ist es allgemein üblich, als Bewertungsparameter das Gewicht, den elektrischen Energieverbrauch, die Betriebssicherheit und Kosten auszuwählen. Die Konstruktion eines Systems bzw. Untersystems, das eine Vielzahl von Komponenten umfaßt, kann so gestaltet werden, daß es wesentliche Spezifikationen erfüllt und im Sinne der Produktion ausgeführt wird, auf der Basis vergleichender Studien mit solchen Bewertungsparametern.
Die Konstruktion der Komponenten, die eine Vielzahl von Teilen umfaßt, kann durch ähnliche Kompromißprozeduren bestimmt werden.
Die Systemorganisations-Kompromißvorrichtung 6 besteht aus Software, die in der Lage ist, dem oben erwähnten Kompromißablauf zu folgen, was erreicht wird durch Zusammenwirken zwischen dem Konstrukteur und dem ausführenden Ingenieur, wie es schematisch in der Figur 4 dargestellt ist; diese Mittel umfassen eine Komponentendatenbank 31, eine Teiledatenbank 32, ein interaktives Verarbeitungsprogramm 33 und ein funktionales Blockdiagramm-Erstellungsprogramm 34.
In der Komponentendatenbank 31 und der Teiledatenbank 32 sind Daten der Komponenten und Teile des künstlichen Satelliten, wie sie in der Vergangenheit erstellt wurden und bestimmte positive Ergebnisse für einen erfolgreichen Flug haben, gesammelt.
Wenn eine bestimmte Spezifizierung einer Funktion oder der Durchführungsfaktor für das System/Untersystem eines Satelliten vom Konstrukteur bereitgestellt wird, dann dient das interaktive Prozeßprogramm 33 dazu, aus der Komponentendatenbank Komponentendaten auszusuchen, die in Übereinstimmung mit der erforderlichen Spezifikation oder ähnlichen Daten hierzu steht und so auf dem Bildschirm (CRT) dargestellt werden können. Diese Komponentendaten schließen auch Werte ein wie für das Gewicht, elektrischer Energieverbrauch, Betriebssicherheit und Kosten, die als Bewertungsparameter zur Verfügung gestellt werden. Der Konstrukteur kann so die Werte dieser Bewertungsparameter und die Änderung der Kombinationen solcher Komponenten in einem System/Untersystem wunschgemäß überprüfen und so die bevorzugte Konstruktion eines relevanten Systems/Untersystems bestimmen. Der Konstrukteur kann auch die Konstruktion der Komponenten, die eine Vielzahl von Teilen anhand der Teiledatenbank umfaßt, festlegen.
Bei der Festlegung der Konstruktion kann ein funktionales Blockdiagramm als Entwurfszeichnung dienen, das durch das funktionale Blockdiagramm-Erstellungsprogramm 34 erstellt wird und das anschließend auf dem Bildschirm eines CRT dargestellt wird.
Dieses funktionale Blockdiagramm-Erstellungsprogramm 34 ist entworfen mit einer Funktion ähnlich der eines Programms, welches allgemeine Blockdiagramme zu erstellen gestattet. Anhand eines Beispiels ist das funktionale Blockdiagramm für den Vortrieb-Gasstrahl und das Untersystem in Figur 5 gezeigt. Jeder der funktionalen Blocks 41 in Figur 5 entspricht typischerweise einer der Komponenten 22, wie oben erwähnt, die aus dem originalen Entwurf durch ein Kompromißsystem ausgesucht wurden, und nach weiteren solchen Kompromißverfahren wird ein funktionales Blockdiagramm der Art, wie in Figur 5 gezeigt, durch das funktionale Blockdiagramm-Vorbereitungsprogramm 34 gezeichnet.
Die Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Erstellungsliste 7 ist ein Software-Mittel bzw. -Programm, das dazu dient, eine Fehlerart- und Wirkungsanalyse (abgekürzt FMEA) durchzuführen in Übereinstimmung mit dem so erstellten funktionalen Blockdiagramm und der Darstellung der Analysenergebnisse in einer entsprechenden FMEA-Liste. Diese FMEA ist ein nützliches Analyseverfahren, das allgemein bei dem originalen Entwurfsstadium angewendet wird als eines der verfügbaren ingenieurmäßigen analytisch-technischen Systemen. In dieser Erfindung werden die Bearbeitungsschritte durch die Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenerstellungsvorrichtung 7 entsprechend erstellt in Übereinstimmung mit dieser analytischen Technik oder FMEA, die mit Hilfe einer FMEA-Liste erstellt werden können durch Zusammenwirken der Datendiagnoseeinheit 4, in der diese Vorrichtungen 7 eingebunden sind, und einem Konstrukteur oder Spezialisten auf dem Gebiet der künstlichen Satelliten. Dieses Zusammenwirken wird hier als "interaktiver Prozeß" bezeichnet und soll eine Methode bezeichnen, bei der ein Spezialist eine Antwort auf einen Abfragesatz, der auf dem Bildschirm CRT dargestellt ist, eintippt, z.B. in einer graphischen Darstellung oder ähnlichem der Diagnoseeinheit.
Diese Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenerstellungsvorrichtung 7 umfaßt ein FMEA-Format-Erstellungsprogramm und ein Abfragesatz-Erzeugungsprogramm, die nunmehr im Detail erklärt werden.

a) FMEA-Farmaterstellungsprogramm

Dies ist ein Programm, das dazu dient, das Format (Rahmen) der FMEA-Liste gemäß einer FMEA- Prozedur, wie oben erwähnt, zu erstellen und das in der Funktion ähnlich ist dem Verfahrensablauf eines Programms, das zur Ausgabe einer generellen Tabellen-Rahmendarstellung dient. Figur 6 zeigt ein Beispiel der Formatierung einer FMEA- Liste, wie sie durch ein solches Programm erstellt wurde. In dieser Zeichnung sind die Namen der Spalten 51 bis 60 gemäß den Details hierin gezeigt, der der Art der Unterteilung, wie er in dem oben erwähnten FMEA-Prozeß generell verwendet wird, entspricht.

b) Abfrage-Erstellungsprozeßprogramm

Dies ist ein Programm, das dazu dient, solche Verfahren durchzuführen, wie z.B. die Erstellung eines Abfragesatzes, um dem Spezialisten das Ausfüllen der leeren Spalten der FMEA-Liste zu erleichtern. Diese Listen werden durch das FMEA- Format-Erstellungsprogramm mit den entsprechenden Details erstellt, die dann auf dem CRT- Schirm dargestellt werden, dann die Antworten des Spezialisten zu diesen Abfragesätzen aufnehmen und dann jede Spalte der FMEA-Liste auf dem Schirm ausfüllen; solche Verfahren sind ähnlich denen, die in einem allgemeinen interaktiven Verfahrensprogramm ablaufen. Zur weiteren detaillierten Erklärung des Prozesses dieses Programmtyps zeigt das Flußdiagramm in Figur 7 Beispiele von Fragesätzen, die in Folge während des Verfahrensablaufs durch ein solches Programm ausgeführt werden. Wenn ein Spezialist seine Antworten zu jeder der Abfragesätze 71 bis 80, wie in dieser Zeichnung gezeigt, eingibt und dabei das Keyboard der Datendiagnoseeinheit 4 benutzt, dann unterstützt dieses Programm die Spalten der FMEA-Liste auszufüllen mit den Eingabe-Antworten zur Vervollständigung dieser FMEA-Liste. Weiter ist festzuhalten, daß während der Erstellung der FMEA-Liste die gespeicherten Werte in Verbindung mit den Komponenten der System-Organisations-Kompromißvorrichtung 6 wie auch in der Teiledatenbank 31, 32 abgefragt und zitiert werden.
Dank des Einsatzes der Analysen-Listen-Erstattungsvorrichtung 7 für die Fehlerart- und Wirkungsanalyse, die, wie oben erwähnt, zwei Typen von Programmen (a) und (b) umfaßt, wird die Erstellung der FMEA-Liste basierend auf dem FMEA-Programm durch interaktive Bearbeitung zwischen der Datendiagnoseeinheit 4 und einem Spezialisten durchgeführt.
Die Diagnoseregel-Erstellungsvorrichtung 9 ist ein Software-Mittel, das speziell erstellt wurde, um eine Testdaten-Diagnose-Referenzregel (Diagnoseregel) zu erstellen, wie später anhand der Inhalte der FMEA- Listen, die durch die Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenerstellungsvorrichtung 7 erstellt wurden, beschrieben wird. Diese Diagnoseregel ist ein Aggregat von Regeln, die in dem Wissensdatenbankabschnitt 14 der Diagnosevorrichtung 10 gespeichert und später noch näher beschrieben wird.
Zur Erklärung des Verfahrensablaufs dieser Diagnoseregel-Erstellungsvorrichtung 9 wird ein konkretes Beispiel eines Bearbeitungsprozesses zur Erstellung einer Diagnoseregel für die Diagnose von Testdaten eines Gasstrahlgerätes (Gasstrahl/Untersystem) nachstehend angeführt anhand der Inhalte der FMEA-Liste dieses Gasstrahlgerätes, die die Regelung der Umlaufbahn und Lage eines künstlichen Satelliten unter Verwendung der oben erwähnten Diagnoseregel-Erstellungsvorrichtung 9 beinhaltet.
Figur 8 zeigt ein Beispiel einer FMEA-Liste, die in Verbindung mit dem vorher erwähnten Gasstrahlgerät erstellt wird. In dieser Liste entsprechen die Einzelheiten in der Fehlerart-Spalte 54 denen im folgenden zu beschreibenden Annahmeteil der Diagnoseregel, während die Details der Fehlerart-Spalte 55, der Fehlerart-Auswirkungsspalte 56 und die empfohlenen Gegenmaßnahmen in Spalte 60 in gleicher Weise dem Entscheidungsteil der Diagnoseregel entsprechen. Wenn z.B. ein Eintrag "Flüssigkeits- oder Gasleck" 62 in der Fehlerart-Spalte 54 sich befindet einschließlich der oberen Spalte für das radiale Schubtriebwerk 61, dann ergibt sich folgende Diagnoseregel.
In der Diagnoseregel ist
Annahmeteil:
Wenn ein Flüssigkeits- oder Gasleck vorhanden ist,
Entscheidungsteil:
Ursache ist eine defekte Dichtung oder Verstopfung mit Staub, was zu dem Ausfall der Lageumlaufbahnregelung führt. Als Gegenmaßnahme ist es notwendig, eine Duplex-Dichtungsstruktur zu benutzen und die Lecktests vor und nach einem Umgebungstest durchzuführen.
Aus diesem konkreten Beispiel einer Diagnoseregel ist vorteilhaft erkennbar, den Annahme- und den Entscheidungsteil der Regel korrespondierend zu den Inhalten der Spalten in der FMEA-Liste zu machen und so den Inhalt dieser Annahme- und Entscheidungsteile zu bestimmen gemäß dieser Wechselbeziehung, wobei die Diagnoseregel automatisch angezeigt werden kann.
Figur 9 ist ein Flußdiagramm, das den Prozeßablauf als einen Weg zeigt zur Erklärung der Wirkungsweise der oben erwähnten Diagnoseregel-Erstellungseinheit 9. Während die Verfahrensschritte 91, 92, 93 und 95 in diesem Diagramm durch die oben erwähnte Diagnose- Regelerstellungs-Vorrichtung 9 automatisch ausgeführt werden, enthält der Verfahrensschritt 94 ein Verfahren, bei dem der Inhalt der Diagnoseregel automatisch in den Verfahrensschritten 91 bis 93, wie oben erwähnt, dargestellt wird und einer Kontrolle durch das Personal unterworfen wird und dann, falls es notwendig ist, durch einen Spezialisten korrigiert wird. Die Diagnoseregel, die durch das Personal überprüft und in notwendiger Weise korrigiert wird, wird in dem Wissensdatenbankabschnitt registriert, so daß er wirkungsvoll in dem Diagnoseprozeß benutzt werden kann.
Wie in der vorausgehenden Erläuterung klargestellt wurde, können die Entwurfsdaten, gesammelt im Entwurfsstadium, wirkungsvoll durch den koordinierten Gebrauch der Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenerstellungsvorrichtung 7 und der Diagnoseregel-Erstellungsvorrichtung 9 zur Verfügung gestellt werden.
Nun wird die Entwurfs-Überprüfungsvorrichtung 8, die Software in der Datendiagnoseeinheit 4 beinhaltet, als nützliches Mittel für die Rückbewertung des Original-Systementwurfs erklärt.
Die Entwurfs-Überprüfungsvorrichtung 8 umfaßt, wie typisch in Figur 2 gezeigt ist, den Lernabschnitt 11, den Wissensdatenbank-Abschnitt 12 und den Inferenz- Abschnitt 13 (Schlußfolgerungsabschnitt), wobei diese Entwurfs-Überprüfungsvorrichtung folgende drei Funktionstypen (a), (b) und (c) hat, die nunmehr eingehender erklärt werden.

(a) Entwurfs-Wissensfunktion, Akquisitions- und Lernfunktion

Wie in Figur 2 schematisch gezeigt, ist diese Funktion ausgerichtet, Entwurfswissen aus den Ergebnissen der Verarbeitung (16) zu extrahieren, wie sie durch die Systemorganisations-Kompromißvorrichtung 6 und die Fehlerart- und Wirkungsweiseanalysen-Listenerstellungsvorrichtung 7 durchgeführt wurden, um das Entwurfswissen neu zu ordnen und zu reorganisieren und Wissen für die Entwurfsüberprüfung zu erstellen. Diese Daten werden in einer geeigneten Wissensdatenbank gespeichert.

(b) Entwurfsevaluierungsfunktion

Diese Funktion ist ausgerichtet, um den gesamten Systementwurf rückzuwerten und dabei das Entwurfsüberprüfungswissen, gespeichert in der Wissensdatenbank, zu benutzen, um irgendwelche Mängel im Entwurf auszuweisen und einem solchen Entwurfsmangel in der Entwurfsarbeit (17) nachzugehen unter Verwendung der oben erwähnten Systemorganisations-Kompromißvorrichtung 6 und der Fehlerart- und Wirkungsanalysen- Listenerstellungsvorrichtung 7. Diese Bewertung, Verbesserung und Bestätigung des Systementwurfs, wird dementsprechend ausgeführt.

(c) Entwurfsberatungsfunktion

Diese Funktion ist ausgerichtet, um sinnvoll Daten aus der Wissensdatenbank zu vermitteln in Antwort auf eine Suchanfrage des Konstrukteurs, der den Zugang zu einer Reihe passender Informationen für den Systementwurf wünscht.
Diese drei Funktionen (a), (b) und (c) können dargestellt werden durch das sinnvolle Zusammenwirken zwischen dem Lernabschnitt 11, dem Wissensdatenbank-Abschnitt 12 und dem Inferenz-Abschnitt 13 (Schlußfolgerungsabschnitt), die zusammen die Entwurfs-Überwachungsvorrichtung 8 beinhalten. Jeder dieser funktionalen Abschnitte wird nun im einzelnen erklärt.

(a) Lernabschnitt

Dieser Lernabschnitt dient dazu, die Akquisition des Entwurfwissens und den Lerneffekt zu koordinieren für eine intelligente Bearbeitung, die in koordinierter Weise den Wissensdatenbank-Abschnitt und die Inferenz-Sektion benutzt).
Der Ausdruck "intelligent", wie er hier benutzt wurde, bedeutet in diesem Zusammenhang "die Bereitstellung der Fähigkeit, gewisse Schlußfolgerungen anhand der Wissensdatenbank und der Schlußfolgerungs-Funktion (inference-function) vorzusehen". Der Ausdruck "bestimmte Schlußfolgerungen" wird hier benutzt, um ein generell definiertes Schlußfolgerungskonzept auf dem Gebiet der Wissensingenieurtechnik zu definieren, wie eine deduktive Schlußfolgerung, induktive Schlußfolgerung, Analogie oder Ähnlichkeitsschlußfolgerung und ähnliches.
In diesem Zusammenhang kann der Lernabschnitt automatisch Wissen erstellen, das für die Entwurfsüberprüfung durch heuristisches Lernen aus dem Systementwurfswissen bezogen wird unter Benutzung der Inference-Funktion (Schlußfolgerungs-Funktion) und der Wissensdatenbasis.
Der Ausdruck "heuristisches Erlernen", wie er hier benutzt wird, soll eine induktive Schlußfolgerung bedeuten, nach der Art wie sie oben erwähnt ist. Das Stück für Stück erlangte Wissen muß nicht nur in der Wissensdatenbank gespeichert werden durch die Schritte der Klassifizierung, Neuanordnung und Systematisierung und/oder strukturellen Organisationen, sondern dient auch zur wechselseitigen Ergänzung irgendwelcher Unvollständigkeiten in der Wissensdatenbank.

(b) Wisßensdatenbank-Abschnitt

Der Wissensdatenbank-Abschnitt klassifiziert, reorganisiert und gibt eine Reihe von Einzelwissen aus, das hier gespeichert und gesammelt ist.
Der hier benutzte Ausdruck "Wissen" soll vier Arten von Wissen, wie nachstehend definiert, umfassen.

(i) Bisherige Entwurfsinformation

Daten und Information bezüglich Entwurf, Systemfehlern und Checklisten werden als Buchstaben, numerische Werte, Grafiken, Bilder und ähnlichem wiedergegeben, wie sie in Verbindung mit früheren Entwürfen erfaßt wurden.

(ii) Neu erhaltene Entwurfsinformationen

Daten und Informationen, die aus Ergebnissen der Verarbeitung neu erhalten wurden, wurden durch die obenerwähnte Systemorganisations-Kompromißvorrichtung 6 und die Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenerstellungsvorrichtung 7 erstellt.

(iii) Information durch Erlernen

Wissen für die Entwurfsüberprüfung wird aus Lernergebnissen erhalten, aus der Entwurfsinformation, die im Rahmen des oben genannten Paragraphen (ii) erhalten wurden.

(iv) Information für Entwurfsmodelle

Dies bezieht sich auf Informationen, die das Informationsobjekt per se repräsentieren, das auch als ein "Objektmodell" bezeichnet wird auf dem Gebiet der Wissensingenieurtechnik, exemplifiziert durch eines, das den Gegenstand, entworfen auf der Basis auf einer vorgegebenen speziellen Entwurfsspezifikation, repräsentiert).
Wie oben aufgelistet, können diese vier Wissenstypen in unterschiedlicher Art und Weise in dem Wissensdatenbank-Abschnitt 12 gesammelt werden.
Der Ausdruck "in unterschiedlicher Art und Weise" folgt der allgemein benutzten Wissensbezeichnung auf dem Gebiet der Wissensingenieurtechnik, wobei generell bedeuten "Produktionssystem", "Rahmen", "Wandtafel-Modell", "semantisches Netzwerk", "Vorausberechnung", "Objekt" etc.

(c) Inferenz-Abschnitt (Schlußfolgerungs-Abschnitt)

Der Inferenz-Abschnitt 13 (Schlußfolgerungs-Abschnitt) umfaßt einen individuellen Mechanismus, der unabhängig von dem Lernabschnitt 11 und von dem Wissensdatenbank-Abschnitt 12 ist, und dieser Inferenz- Abschnitt führt eine inferenzielle Operation (Schlußfolgerungs-Operation) durch unter Benutzung des Wissens, das in der Datenbankabschnitt 12 gespeichert ist.
Der Ausdruck "Inferenz", wie er hier benutzt wird, bedeutet das Konzept einer "Funktion, um Information aus vorgegebener Information abzuleiten, wobei besagte abgeleitete Information die gleiche oder eine eingeschlossene Bedeutung der besagten gegebenen Information hat, jedoch einen unterschiedlichen Ausdruck zumindest expliziter Art", und von daher der allgemein angepaßte Syllogismus durch das Inferenz- Konzept abgedeckt wird.
Dieser Inferenz-Abschnitt 13 kann jedoch, wie oben erwähnt, so unterschiedliche Inferenz-Funktionen beinhalten wie jene, die generell als induktive Inferenz, Analog-Inferenz, Fehler-Inferenz u.ä. definiert ist.
Aus der vorausgehenden Erklärung ist ersichtlich, daß die Entwurfsüberprüfungs-Vorrichtung 8, die den Lernabschnitt 11, den Wissensdatenbank-Abschnitt 12 und den Inferenz-Abschnitt 13 beinhaltet, extensiv mit einer Entwurfswissens-Akquisition und Lernfunktion und einer Entwurfsüberprüfungsfunktion ausgestattet sein kann sowie auch mit einer Entwurfs-Beratungsfunktion. Auf diese Weise kann sie wirkungsvoll als eine gebrauchstüchtige Entwurfs-Unterstützungsvorrichtung für die Rückbewertung von Entwürfen und anderen Zwecken verwendet werden.
Als nächstes wird die Diagnose-Vorrichtung 10 erklärt, die in ähnlicher Form einbezogene Software als Operationsmittel in der Datendiagnose-Einheit 4, wie oben erwähnt, enthält und die angepaßt wird, um die Diagnose der Testdaten während des Testlaufs durchzuführen.
Diese Diagnose-Vorrichtung 10 ist eine Software oder ein Programm, das gewöhnlich als "Diagnose-Expertensystem" auf dem Gebiet der Wissensingenieurtechnik oder künstliche Intelligenz bezeichnet wird. Es umfaßt eine Wissensdatenbank 14 und einen Inferenz-Informationsabschnitt 15 (Schlußfolgerungs-Abschnitt), und ist angepaßt, um innerhalb der Datendiagnose-Einheit 4 zur diagnostischen Verarbeitung der Testdaten zu arbeiten.
Die Wissensdatenbank 14 hat einen Satz von Entscheidungsstandards für die Diagnose der Testdaten, die in Form von Regeln oder Vorschriften organisiert sind und die eine Datenbank in Form eines Aggregates von Regeln darstellen. Ein Beispiel einer solchen diagnostischen Regel für Testdaten ist in Figur 10 gezeigt, was nunmehr erklärt wird.
In Figur 10 werden fünf Diagnoseregeln schematisch gezeigt mit den Bezugsziffern 101 bis 105. Jede Regel besteht aus einem Annahmeteil 106 und einem Entscheidungsteil 107, wobei der Annahmeteil 106 einer Unterwerfungsregel wie "falls ..." entspricht und der Entscheidungsteil 107 einer Bestimmung wie "dann ...". Zum Beispiel im speziellen auf diese Darstellung eingehend, wird durch die Regel 5 (105) dargestellt: "Wenn der Lage-Ermittlungssensor Nr. 1 intakt und wenn das Gyroskop Nr. 1 intakt und wenn das Rad Nr. 1 defekt ist, dann besteht die Möglichkeit, daß Lage und Umlaufbahn und das System 1 außer Takt sind in bezug auf das Rad. Als Gegenmaßnahme ist der Treiberschaltkreis des Rades zu überprüfen und der Pegel der Eingangssignale."
Die Wissensdatenbank 14 enthält ein Aggregat von Regeln der Sorte, wie es im vorangehenden Beispiel erklärt wurde. Weiter ist der Inferenz-Funktionsabschnitt 15 (Schlußfolgerungs-Abschnitt) mit einem allgemeinen Algorithmus versehen, der gewöhnlich als "Inferenz-Maschine" bezeichnet wird, im Bereich der Wissensingenieurtechnik und der künstlichen Intelligenz. Im speziellen wird er in Form von Software bereitgestellt, so daß beispielsweise eine Inferenz (Schlußfolgerung) aus dem Ergebnis gezogen werden kann mit Hilfe eines sogenannten Syllogismus oder ähnlichem und betrieben werden kann, wenn eine Inferenz mit den Ergebnissen einer Diagnose aus dem Aggregat der "falls ..., dann..."-Regeln durchgeführt wird.
Mit dem Gebrauch der Wissensdatenbank 14 und des Inferenz-Funktionsabschnittes 15 (Schlußfolgerungs-Abschnitt), wie oben erwähnt, wird die Diagnose mit den Testdaten durchgeführt, um solche Daten zu bestimmen, ob die Bedingung normal oder anormal ist, und im Falle, wenn sie anormal ist, eine passende Vorhersage liefert in bezug auf den fehlerhaften Teil des Systems aus den Daten, die angeben, was anormal ist, und automatisch eine passende Gegenmaßnahme aussucht, die für den Operator angezeigt wird.
Nachdem die Konstruktion und die Wirkungsweise/Wirkung einer jeder der Softwaremittel in der Datendiagnoseeinheit 4 erklärt wurde, soll nun eine Zusammenfassung der Beziehungen der allgemeinen Stellung einer jeden dieser Vorrichtungen gegeben werden in bezug auf die Wirkungsweise und die Wirkung, was in einem Flußdiagramm der Figur 11 dargestellt ist. In bezug auf Figur 11 wird eine Kompromiß-Bearbeitung 111 als erstes durchgeführt für eine System/Untersystem-Organisation durch die Systemorganisations-Kompromißvorrichtung 6, anschließend mit einem Verfahren zur Bereitstellung eines Systems/Untersystern-Funktionsblockdiagramms 112. Basierend auf diesem funktionalen Blockdiagramm wird ein System/Untersystem- Fehlerart- und Wirkungsanalyseprozeß ausgeführt mit Hilfe der Fehlerart- und Wirkungsanalysen-Listenbereitstellungsvorrichtung 7, die dann gestattet, eine FMEA-Liste bereitzustellen.
Als nächstes wird ein Entwurf-Überprüfungsprozeß 114 durchgeführt für die Rückbewertung der Entwurfsarbeit durch die Entwurfs-Überprüfungsvorrichtung 8. Falls es notwendig ist, die System/Untersystemkonstruktion 115 zu modifizieren oder zu korrigieren als Ergebnis der Entwurfsüberprüfung, kehrt der Prozeßablauf zu dem Kompromißprozeß 111, wie oben erwähnt, für eine ähnliche Bearbeitung zurück.
Es wird jedoch festgestellt, daß die Entwurfs-Überprüfungsbearbeitung 114 alternativ durchgeführt werden kann, falls dies gewünscht ist, nach solchen Stufen wie das vorher erwähnte Kompromißfindungsverfahren 111 oder das funktionale Blockdiagramm-Bereitstellungsverfahren 112.
In ähnlicher Weise, wenn die Organisation aller Untersysteme des Gesamtsystems ausgeführt ist (116), kehrt das Bearbeitungsverfahren zu dem Kompromißverfahren der Organisations-Komponente 117 um.
Ein funktionales Blockdiagramm für die Komponenten des Systems wird dann in ähnlicher Weise erstellt (118), wie in dem oben erwähnten System/Untersystemorganisations-Kompromißverfahren 111, und dann eine FMEA-Liste bereitgestellt gemäß den Ergebnissen der Fehlerart- und Wirkungsanalyseprozeß 119, der für die Komponenten durchgeführt wird. Danach wird der Entwurfs-Überprufungsprozeß 120 für die in Frage stehenden Komponenten in ähnlicher Weise durchgeführt. Dieser Schritt der Entwurf-Überprüfungsverarbeitung 120 kann, wenn erforderlich, alternativ durchgeführt werden, falls das oben erwähnte Komponenten-Organisations-Kompromißverfahren 117 oder die Bereitstellung der Komponenten-Funktionsblockdiagramme (118) erforderlich ist.
In dem Fall, daß es keine Notwendigkeit zur Modifizierung der Konstruktion der in Frage stehenden Komponenten des Systems 121 gibt, werden die Komponentendaten und die Teiledaten, wie sie in den oben erwähnten Verfahren bereitgestellt werden, in der Komponentendatenbank und in der Teiledatenbank jeweils registriert, die dann einem Schritt der Modifizierungs-Bearbeitung 122 unterworfen werden. Wenn dann die Organisation all diese einbezogenen Komponenten des Systems in ähnlicher Weise bereitgestellt hat (123), schreitet der Verfahrensablauf zu folgender Bearbeitung weiter.
Für den Fall, daß auf das System-/Untersystem-Organisation ein bestimmter Einfluß aufgrund von Änderungen in der Konstruktion bestimmter einbezogener Komponenten (124) stattfindet, ist es notwendig, ein Kompromißverfahren für die System-/Untersystem-Organisation nochmal durchzuführen, so daß der Verfahrensschritt zum ersten Bearbeitungsschritt 111 zurückkehrt.
Mit solchen Bearbeitungsoperationen, wenn alle Bearbeitungsschritte für die Organisation des Systems/- Untersystems und Komponenten durchgeführt sind und wenn die Bereitstellung aller FMEA-Listen beendet ist, schreitet der Ablauf weiter, um ein Diagnoseregel-Erstellungsverfahren 125 durchzuführen mit Hilfe der Diagnoseregel-Bereitstellungsvorrichtung 9. Eine Diagnoseregel für die Diagnose von Testdaten kann auf diese Weise festgelegt werden, die dann als festgelegte Diagnoseregel in der Wissensdatenbank 14 der Diagnosevorrichtung 10 registriert wird.
Wenn all diese Bearbeitungsoperationen durchgeführt sind, wird ein Schritt des Testdaten-Diagnoseverfahrens 126 durch die Diagnosevorrichtung 10 für den aktuell hergestellten künstlichen Satellitenstation als ein Objektsystem, das zu testen ist, durchgeführt. Dies beendet die gesamte Reihe der Bearbeitungsoperationen.
Obwohl die vorliegende Erfindung in bezug auf eine bevorzugte Ausführung beschrieben wurde, dargestellt durch eine Testvorrichtung für eine künstliche Satellitenstation, kann die Erfindung natürlich auch auf Flugzeuge oder andere Behälter oder Fahrzeuge angewandt werden und auch auf jedes Testgerät, das eine systematische diagnostische Arbeitsweise erfordert.
Obwohl die gegenwärtige Erfindung in bezug auf eine bevorzugte Ausgestaltung beschrieben wurde, in der eine Diagnoseregel in der Wissensdatenbank 14 einer Diagnosevorrichtung 10 abgespeichert ist, ist eine Form von "falls A..., dann B..." einer solchen Diagnoseregel nicht darauf beschränkt und kann aus solchen Formen wie Rahmen, Wandtafel-Modelle, semantische Netzwerke, Vorausberechnung und auch Kombinationen daraus sein. Ähnlich wird der Inferenz-Funktionsabschnitt 15 der Diagnosevorrichtung 10, wie vorstehend erwähnt, nicht notwendigerweise ein Syllogismus sein, sondern kann auch aus Inferenz-Funktionen wie induktive Inferenzen, analoge Inferenzen und Fehler- Inferenzen generell im Bereich der Wissensingenieurtechnik definiert werden.
Das Ergebnis der Diagnosevorrichtung 10 kann weiter verwendet werden zur Erzeugung von Wissen für die Entwurfs-Überprüfung, in dem diese in die Entwurfs- Überprüfungsvorrichtung 8 eingegeben wird wie das Ergebnis der System-Organisations-Kompromißvorrichtung 6 und 16 der Fehlerart- und Wirkungsanalyse-Listenbereitstellungsvorrichtung 7.
Obwohl die Vorrichtungen 5 bis 10 in bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurden und aus Software bestehen, können sie alternativ auch aus Hardware, Firmware und einer Kombination daraus bestehen, falls die gleiche Funktion und Wirkungsweise so erreicht werden kann. Beispiele passender Hardware und Firmware sind ein Neurochip, der ein neuronales Netzwerk ist in einem Halbleiterchip und einem Fuzzychip für die Durchführung der Fuzzy-Set-Theorie, und die Vorrichtungen 5 bis 9 bestehen aus einer Kombination einer solchen Hardware oder Firmware.
Abschließend, obwohl eine Inferenz-Maschine in einer bevorzugten Ausführungsform als eine Datendiagnoseeinheit 4 benutzt wurde, falls der Prozeßablauf durch die Vorrichtungen 6 bis 10 zufriedenstellend durchgeführt werden kann, kann auch jede Art von Rechner (Maschine) oder eine beliebige Zahl von Rechnern benutzt werden (z.B. kann ein verteiltes System in Übereinstimmung mit dem zu bearbeitenden Gegenstand durch die Vorrichtungen 6 bis 10 durchgeführt werden). Alternativ wird nur ein Rechner benutzt zur Bereitstellung für die Datenprozeßeinheit 3 und die Datendiagnoseeinheit 4 als eine einzige Einheit.
Es gilt als angenommen, daß die angefügten Ansprüche all diese allgemeinen und speziellen Merkmale, wie speziell in der Erfindung enthalten, abdecken.

Claims

1. Prüfgerät mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung (3) zum Verarbeiten und/oder Aufbereiten von von einem zu prüfenden System (1) empfangenen Testdaten, welches in Kombination aufweist:

- eine Diagnosevorrichtung (10) bestehend aus einem Wissensdatenbank-Abschnitt (14) zum Registrieren von Regeln für die Bestimmung einer Prüfdaten-Diagnose und die Bildung einer Datenbank als eine Ansammlung von Regeln und einem Inferenzfunktions-Abschnitt (15) für die Inferenzverarbeitung eines Diagnoseergebnisses der Prüfdaten, wie sie durch die Datenverarbeitungsvorrichtung (3) gegeben sind, durch Verwendung der Ansammlung von Regeln in dem Wissensdatenbank-Abschnitt,

gekennzeichnet durch

- eine Organisationskompromiß-Vorrichtung (6), die geeignet ist zur Durchführung eines Kompromißvorganges zum Bestimmen der Organisation des zu prüfenden Systems in Übereinstimmung mit einer für das System wesentlichen Spezifizierung und zum Vorbereiten eines Funktionsblock-Diagramms, das äquivalent ist einer Entwurfszeichnung aus den Ergebnissen des Kompromißvorganges;

- eine Fehlerbetriebs- und Wirkungsanalysen- Listenvorbereitungsvorrichtung (7), die geeignet ist, einen Fehlerbetrieb und eine Wirkungsanalyse auf der Grundlage des von der Organisationskompromiß-Vorrichtung (6) vorbereiteten Funktionsblock-Diagramms durchzuführen und nachfolgend eine Fehlerbetriebs- und Wirkungsanalysen-Liste in Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Analyse vorzubereiten;

- eine Entwurfsüberarbeitungs-Vorrichtung (8) bestehend aus einem Lernabschnitt (11) zum Erwerb und zum Lernen von Entwurfswissen aus den von der Organisationskompromiß-Vorrichtung (6) und der Fehlerbetriebs- und Wirkungsanalysen-Listenvorbereitungsvorrichtung (7) erzielten Ergebnisse, einem Wissensbasisabschnitt (12) zum Sammeln des Wissens und Entwurfswissens, das von dem Lernabschnitt (11) erzeugt wurde, und einem Inferenzabschnitt (13) zum Durchführen von Inferenzen unter Verwendung des in dem Wissensbasis-Abschnitt (12) gesammelten Wissens, und

- eine Diagnoseregel-Vorbereitungsvorrichtung (9), die geeignet ist zur Vorbereitung der Bezugsregel zum Bestimmen einer Prüfdaten-Diagnose aus dem Inhalt der von der Fehlerbetriebs- und Wirkungsanalysen-Listenvorbereiungsvorrichtung (7) vorbereiteten Fehlerbetriebs- und Wirkungsanalysen-Liste.

2. Prüfgerät nach Anspruch 1, worin das System (24,23) mehrere Komponenten (22) aufweist, wobei jede der Komponenten weiterhin mehrere Teile (21) aufweist, und worin die Organisationskompromiß-Vorrichtung (6) aufweist:

- eine Komponenten-Datenbank (31) zum Speichern von Daten und Auswertungspararnetern für jede der mehreren Komponenten (22);

- eine Teile-Datenbank (32) zum Speichern von Daten und Auswertungsparametern für jedes der mehreren Teile (21);

- eine gegenseitig wirksame Verarbeitungsvorrichtung (33), die mit der Komponenten-Datenbank (31) und der Teile-Datenbank (32) gekoppelt ist, um die Organisation eines Systems in Abhängigkeit von einer gegenseitig wirksamen Anforderung durch Auswahl von Komponentendaten aus der Komponenten-Datenbank (31) zu bestimmen, und um die Organisation der Komponenten in Abhängigkeit von gegenseitig wirksamen Anforderungen durch Auswahl von Teiledaten aus der Teile-Datenbank (32) zu bestimmen;

- eine Funktionsblock-Diagramm-Vorbereitungsvorrichtung (34), die mit der gegenseitig wirksamen Verarbeitungsvorrichtung (33) gekoppelt ist, zum Vorbereiten und Darstellen des Funktionsblock-Diagramms in der Form einer Entwurfszeichnung auf der Grundlage der Organisation der Teile (21), der Komponenten (22) und des Systems (24,23,) wie bestimmt durch die gegenseitig wirksame Verarbeitungsvorrichtung (33).

3. Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitig wirksame Verarbeitungsvorrichtung (33) die Organisation des Systems bestimmt durch Anwahl von Komponentendaten und verbundenen Auswertungsparametern.

4. Prüfgerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Darstellen sowohl der Komponentendaten als auch verbundener Auswertungsparameter.

5. Prüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das System (24) zumindest ein Subsystem (23) aufweist.